Алексей Андреевич Туполев родился 20 мая 1925 года в Москве. Вместе с родителями в сложный для страны первый год Великой Отечественной войны был эвакуирован в Омск. В 1942 году, после окончания средней школы, поступил в КБ своего отца, где первой конструкторской работой для него стала хвостовая деревянная законцовка фюзеляжа фронтового бомбардировщика Ту-2.
В 1943 году, вернувшись в Москву, А.А.Туполев поступил в Московский авиационный институт. После окончания ВУЗа начал работу в бригаде проектов КБ, которой руководил Б.М.Кондорский. Участвовал в проработке компоновки варианта бомбардировщика Ту-16 с двумя турбореактивными двигателями. Предложение Туполева о размещении двигателей у борта фюзеляжа за вторым лонжероном крыла и одностоечным главным шасси впоследствии была принята бригадой технических проектов С.М.Егера для дальнейшей разработки.
Быстрое развитие науки и технологий по всему миру поставило перед КБ А.Н.Туполева новые задачи, касающиеся, в частности, создания боевой беспилотной техники для полетов в широком диапазоне сверхзвуковых скоростей. Новые технические требования для подобного типа летательных аппаратов существенно отличались от задач, ранее решавшихся КБ (длительный нагрев, автоматическое управление, широкий диапазон скоростей, новый тип старта с ускорителем и т.п.). Новообразованный отдел «К», специализировавшийся на беспилотной технике, было доверено возглавить А.А.Туполеву. На этом посту проявилось его умение работать с людьми и находить пути решения самых, казалось бы, сложных задач. Под его руководством были созданы Ту-139, Ту-143 («Рейс»), Ту-141 («Стриж»), «Рейс-Д», Ту-300, отличавшиеся широким кругом задач и диапазоном летных данных.
В начале 1960-х годов А.А.Туполеву было поручено важное задание по проектированию первого в мире сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) Ту-144. Постепенно, с включением в работу по самолету подразделений всего КБ, Алексей Андреевич как главный конструктор стал признанным руководителем проекта СПС. За время создания Ту-144 вместе с ЦАГИ и другими НИИ был решен огромный объем новых технических задач, связанных с особенностями длительного сверхзвукового полета.
В 1973 году, после смерти своего отца и основателя КБ Андрея Николаевича Туполева, А.А.Туполев стал генеральным конструктором КБ.
Одновременно с работами по Ту-144 он занимался улучшением летно-технических характеристик военных самолетов Ту-22М2, Ту-22М3, Ту-95МС и внедрением в эксплуатацию гражданской машины Ту-154Б. Под техническим руководством А.А.Туполева был создан стратегический бомбардировщик-ракетоносец Ту-160 – уникальный самолет, над которым работало огромное число предприятий и организаций авиапрома, а также смежных отраслей.
Коллектив КБ не прекращал поиски наиболее экономичных и эксплуатационно-пригодных компоновок самолетов для гражданской авиации. Накопленный опыт, последние достижения в области дозвуковой аэродинамики, качественно новые пилотажно-навигационные комплексы и системы управления легли в основу создания первоклассной модификации Ту-154 – Ту-154М. Одновременно появилась возможность реализации проработанных идей в проекте самолета Ту-204, который должен был соответствовать требования грядущего XXI века.
Заслугой А.А.Туполева и руководимого им коллектива является выбор параметров самолета Ту-204, позволивших создать семейство его модификаций, призванных стать самыми массовыми, доходными и экологически чистыми гражданскими самолетами страны.
А.А.Туполев вел преподавательскую и научную работу в Московском авиационно-технологическом институте, в должности заведующего кафедрой «Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов» приняв участие в подготовке сотен первоклассных специалистов, которые сегодня продолжают работать на благо Отечества и российской авиации. Был избран действительным членом (академиком) Академии наук СССР и внес существенный вклад в работу Института автоматики Академии наук СССР.
За выдающиеся достижения А.А.Туполеву было присвоено звание Героя Социалистического Труда, он стал лауреатом Ленинской и Государственный премий, неоднократно был награжден высшими орденами СССР.
Алексей Андреевич Туполев скончался в Москве 12 мая 2001 года.